乌鲁木齐：地热向低碳时代挺进

    1月31日，乌鲁木齐市的最低气温达到了-14℃，而在位于乌鲁木齐市长春路的电力科学研究院2万多平方米的办公楼内，温度计显示为20℃。20℃的室内温度，对于供暖来说是平常的。但不平常的是，这2万多平方米的办公楼并没有接入乌鲁木齐集中供暖网线，而是全部采用地源热泵供暖，这里地源热泵的供热成本，每平方米不足12元，是乌鲁木齐集中供热价格的近一半。

    “无污染，零排放，供热成本低，热损耗小，冬天可以采暖，夏天可以制冷，我们正在全市推广这项新技术，目前已经有10多个小区准备采用这项新技术供暖。”每次向来客介绍起地源热泵，该院副总工程师、锅炉研究所所长王涌总是特别激动。

    跟随王涌的脚步，记者来到位于电力科学研究院的负一层地源热泵房，在这间不足100平方米的房间里，密密麻麻地排列着几百根粗细不一的水管，两台地源热泵正在运转。王涌指着一排水管说，这些水管把水送入地下，利用地热加温，然后通过热泵将地热传送到各个房间。

工作人员正在检查地热供暖设备的运行情况。

地源热泵的发展史

    王涌给记者介绍说，“地源热泵”的概念，最早于1912年由瑞士的专家提出，而该技术始于英、美两国。早在1946年，美国就在俄勒冈州的波兰特市中心区建成第一个地源热泵系统。但是这种能源的利用方式没有引起当时社会各界的广泛关注，无论是在技术、理论上都没有太大的发展。

    直到二十世纪50年代，欧洲开始了研究地源热泵的第一次高潮，但由于当时的能源价格低，这种系统并不经济，因而未得到推广。到二十世纪70年代初，世界上出现了第一次能源危机，地源热泵才开始受到重视，许多公司开始了地源热泵的研究、生产和安装。这一时期，欧洲建立了很多水平埋管式土壤源热泵，主要用于冬季供暖。虽然欧洲是世界上发展地源热泵最成熟的地区，但是它也曾因为热泵专家不懂安装技术，安装工人又不懂热泵原理等因素，致使地源热泵的发展走了一段弯路。

    随着科技的进步，关于能源消耗和环境污染的法律制订越来越严格，地源热泵的发展迎来了它的又一次高潮。欧洲国家以瑞士、瑞典和奥地利等国家为代表，大力推广地源热泵供暖和制冷技术。政府采取了相应的补贴政策和保护政策，使得地源热泵生产和使用范围迅速扩大。上世纪80年代后期，地源热泵技术已经趋于成熟，更多的科学家致力于地下系统的研究，努力提高热吸收和热传导效率，同时越来越重视环境的影响问题。地源热泵生产呈现逐年上升趋势，瑞士和瑞典的年递增率超过10％。美国的地源热泵生产和推广速度很快，技术产生了飞速的发展，成为世界上地源热泵生产和使用的头号大国。

    我国早在上世纪五六十年代开始尝试使用地源热泵技术，1965年研制成功国内第一台水冷式地源热泵机组。1997年中国科技部与国家能源部签署了中美能源效率及可再生能源合作议定书，其中一项就是地源热泵技术的发展战略。1998年中美两国确定在我国三个分别代表北部寒冷地区、中部夏热冬冷地区和南部亚热带的北京、宁波和广州建立三个地源热泵示范工程，分别是北京食品发酵研究所综合办公楼、宁波雅戈尔工业城和广州松田职业技术学院。从1998年开始重庆建筑大学、青岛建工学院、湖南大学、同济大学和山东建筑工程学院等高等学府相继建立了热泵试验平台，2005年国家建设部将地源热泵技术列为建筑业十项新技术之一，并相继制定和出台了相关政策，推动了地源热泵技术的发展和推广，可以说地源热泵技术在我国内地的发展已经比较成熟。

    虽然在技术上比较成熟，但是地热真正走进人们的生活还是比较晚， 直到2005年，国家《节能中长期专项规划》指出要加快地热等可再生能源在建筑物中的利用，地源热泵迎来发展的高潮。2008年，中国科学院的报告指出，要将地源热泵在2010年发展为补充能源，2050年作为主导能源之一，而2009年底举行的哥本哈根世界气候大会围绕减碳排放问题，温家宝总理代表中国政府郑重承诺，到2020年，我国单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%——45%。低碳概念的普及，更让许多城市开始关注地源热泵技术。据了解，目前地源热泵技术在沈阳推广的比较成功，已经有6000多万平米的建筑使用了这一技术，在全国，已经有超过上亿平米的建筑正在使用这一技术。

地热供暖技术示意图。

                      工作人员在介绍地热供暖方式的原理。

地热节省一半采暖费

    从原理上来讲，地源热泵技术是一项将浅层地热能通过热泵由低位能向高位能转移，以实现供热、制冷的高效节能技术。冬季，浅层地热能的热量被提取出来，通过热泵提升温度后，给室内供暖。夏季，通过制冷循环将室内的热量取出来，释放到地下，实现对室内制冷。

    通俗地说，在地面以下10米至100米左右的土壤温度常年保持在13℃左右，虽然13℃的温度不高，但是利用地源热泵，通过热交换技术加以利用，就能利用这13℃的地热给室内暖气管道内循环的水温加热到45℃左右，从而给房间供暖。经过一个采暖期的温度采集，采集区域的土壤温度会下降10℃左右。到了夏季天气炎热，在室内循环的水温一般会超过13℃，此时再次利用地源热泵技术制冷时，将外部的热能用地源热泵输送到地下储存，这个过程，采集区的温度又会再次上升到13℃左右。整个过程，热量几乎都来自地热或者是太阳能，只需要利用部分电能带动水流循环即可。

    根据地下换热形式的不同，地源热泵系统可分为地下水源热泵系统和土壤源热泵系统；土壤源热泵系统根据埋管方式的不同，又可分为垂直埋管系统、水平埋管系统和螺旋埋管系统。

    在取暖成本上，王涌依照电力科学研究院的办公楼给记者算了一笔账，电力科学院的大楼建筑面积2.3万平方米，按照乌鲁木齐现在供热价格每平方米22元计算，每个供暖期要花费采暖费50.6万元，采用地源热泵采暖，2008年的供暖期只花了27.6万元，节省22万元，这样计算下来，每平方米的采暖费用刚12元。

    根据乌鲁木齐市2009年的供暖期数据显示，采用地源热泵采暖费用又再一次下降，每平方的采暖费用还不足12元。记者粗略算了算，采用地源热泵供暖后，仅电力科学研究院这座楼，每年就可以节省采暖用煤800多吨。

地热供暖，重污染城市的救星

    “其实节省采暖费只是一个方面，采用地源热泵最大的好处还是环保和低碳，有关研究资料表明，开发浅层地温能节能减排的效果非常明显，每发展1000万平方米的地源热泵技术，可以节约56万吨标准煤，减排二氧化碳205.52万吨、烟气75亿吨、颗粒物2.5万吨、二氧化硫1.34万吨，而对于乌鲁木齐这样一个重度污染的城市是亟需推广的。”王涌说。

    据了解，根据乌鲁木齐供热办2009—2010年供暖期的统计，乌鲁木齐总用热面积约9900余万平方米。“如果有30%的供热面积使用地源热泵技术，就可以节省166.3万吨的标准煤，减少二氧化碳排放610.39万吨。”王涌说。

    王涌的想法，目前正在由关注变成现实，乌鲁木齐市政府也在大力支持地源热泵技术。据了解，凡纳入示范工程的地源热泵项目，可以享受相关的补贴政策。2009年8月24日，《乌鲁木齐市推进地源热泵示范项目指导意见》出台并实施，旨在扶持和规范地源热泵技术在建筑领域中的应用。其中规定：对该市建设的各类建筑工程项目，供热制冷系统选用地源热泵，可按照核定的建筑面积，政府根据当年财政状况安排专项资金进行一次性补助，2008年、2009年的补贴资金为每平方米50元；对采用地源热泵的示范项目，可先征后返市政公用基础设施配套费。

    乌鲁木齐建设委员会科技处处长彭小燕告诉记者，地源热泵技术对优化城市建筑用能结构、改善大气环境起到积极的促进作用。同时，地源热泵技术不仅能够节省资源，还能够减少大气污染，真正做到了节能减排，很有推广意义。乌鲁木齐市从2008年开始推广地源热泵技术，目前累计完成示范项目20.05万平方米。今年计划实施73万平方米的清洁能源建筑应用示范项目，其中地源热泵建筑应用占据主导位置。

“低碳时代”的供暖模式

    王涌说，2009年年底举行的哥本哈根世界气候大会牢牢抓住了全球人的目光。“低碳”一词，让更多的人开始关注地源热泵技术。在王涌的办公桌上，放着许多许多开发商的咨询意见，神华集团、盈科房产等企业都已经和电力科学院取得了联系，准备在新开发的小区使用地源热泵技术供暖。王涌说，虽然使用地源热泵技术每平方米会增加150元的开发成本，但是从长远来看，还是划得来的。按照100平方米面积的房屋来计算，使用地源热泵技术成本价将要多出1.5万元，多出的1.5万元，10年的暖气费用就能省下来。

    据不完全统计，2010年，乌鲁木齐市将有14万平方米的面积使用地源热泵技术供暖,明后两年还有150万平方米的供热面积拟采取这一技术,目前正在向乌鲁木齐市建设管理委员会申报。1月31日，乌鲁木齐建设委员会的工作人员告诉记者，在未来的三年里，首府力争在天山区、沙依巴克区、新市区、水磨沟区的中心城区实现“禁煤区”，让乌鲁木齐的天变得更蓝。